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【転がり疲労寿命計算モジュール】

１．計算機能

機能の概要
　　・NOCPACによる接触面圧／表面下応力計算終了後に、EXCELインターフェイスを起動し、計算された表面下応力値を用いて、「多点ＬＰ法」による転がり疲労寿命計算を行います。

機能の詳細
　　・インターフェイスで、剪断応力ピーク位置の範囲を指定することで、その範囲内での剪断応力τyzの最大値とその深さを探索します。これを用いて転がり疲労寿命計算を行います。
　　・剪断応力τyzの最大値（TAUMAX）とその位置
　　・剪断応力τyzの最大値のピーク位置毎の転がり疲労寿命、並びにこれらを合成して得られる全体寿命
　　・剪断応力τyzの最大値のX軸方向分布^（＊１）を示すグラフの自動作成
　　・表面下剪断応力ピーク値を通るＸ,Ｙ,Ｚ方向応力分布^（＊２）グラフ自動作成とそのCSVファイル出力

^（＊１）「剪断応力τyzの最大値」のＸ軸方向分布：　この状況から、剪断応力τyzの最大値のピーク個数とピーク位置を 確認し、多点ＬＰ法計算への入力値を決定します
^（＊２）「表面下剪断応力ピーク値付近のＸ,Ｙ,Ｚ方向応力分布」：　作成した応力メッシュが、応力ピークを確実に捉えているか否かを判断することが必要で、このグラフがX,Y,Z方向にそれぞれ自動作成されることで、メッシュの妥当性が即座に判断できます。もし、メッシュが粗くてピーク値を捉えていないと判断されるなら、さらにメッシュを細かくして、接触面圧・表面下応力計算から再度やり直す必要があります。

２．多点ＬＰ法（転がり疲労寿命計算）

　　　多点ＬＰ法は、全世界で使用されているLundberg-Palmgrenの転がり疲労寿命理論（ＬＰ理論）に基いた寿命理論で、エッジロード発生時にもＬＰ理論が使用できるように、ＬＰ理論を拡張した理論です^（＊３）。多点ＬＰ法では、表面下剪断応力分布のうち、剪断応力のピークが発生する位置が破損の起点になると考え、これらの複数個あるピーク位置（破損起点）での転がり疲労寿命をそれぞれ算出し、これらの寿命を統計的に合成して、全体寿命を算出します。ＬＰ理論では、１つの剪断応力ピーク値だけを取り扱っていますが、多点ＬＰ法ではこれを複数個に拡張したものです。
^（＊３）" Improved Method of Roller Bearing Fatigue Life Prediction Under Edge Loading Conditions ", H. Nagatani, Tribology Transactions, Vol.53, Issue5, pp.695-702 (2010)


　　　参考までに、多点ＬＰ法の基礎となるＬＰ理論の寿命計算式を以下に記します。

　　　　　　

　　　　　S：材料がＮ回の負荷に耐えられる確率
　　　　　Ｎ：繰返負荷回数
　　　　　τ0：剪断応力振幅最大値
　　　　　z0：τ0の深さ
　　　　　a：接触楕円長軸半幅
　　　　　l：軌道円周方向長さ

　　（注１）定格荷重修正係数（いわゆるbm係数）は考慮していません。このため、寿命値は小さく計算されます。
　　（注２）多点LP法は表面下応力の応力集中部が不明瞭な問題（ほぼ均一な面圧時）には対応できません。

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